EM-10 型赤道儀使用手冊

(林宏欽 清華天文社 原譯)

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前 言

日本高橋製作所製造的天文望遠鏡在台灣普遍受到天文同好的喜愛
與肯定, 可惜的是一直沒有中文詳述的使用手冊,用家多在實際觀測中養成
技藝, 而初使用者則無跡可循,往往摸不著頭緒,白走了許多冤枉路。這一
份中文使用手冊源出清華天文社, 由於手頭上只有印刷不清的影印版本,疏
漏訛誤之處也需要修正。 在遍求不著原始電腦文字檔的情形之下,著手把全
文輸入成電腦檔, 並加以編修,希望能對同好有所助益。苦勞有一些,我不
敢居功,受益於這本手冊者主要還是要感謝清華天文社所做的努力。

本手冊係高橋製作所 EM-10 型赤道儀的使用手冊, 同時也適用於
EM-200 型赤道儀;對於高橋製的其他型赤道儀也有很好的參考價值。高橋製
的產品完成度甚高, 特色也很具有一致性。這份手冊稍加修改,就適用於高
橋製的 P-2 、 90S 、 NJP 等型赤道儀了。最後對於文中疏漏訛誤之處,還
請各方同好給予指正。

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目錄

□將天體導入視野中的順序
□組立
△三腳架的組合
△三角板的安裝
△赤道儀的裝配
△平衡用重錘棒及重錘的安裝
△安裝鏡筒箍環
□平衡
△赤緯軸
△赤經軸
□赤道儀的運作
△赤經及赤緯
△星圖與星表
△赤經軸和赤緯軸
△粗調及微調
□馬達運轉的方法
△控制盒的接線
△電源的接線
△「恆星時」驅動
△高速驅動
△導星修正驅動速度及正常的馬達驅動速度
△馬達操作
□刻度環的使用方法
△方法1
△方法2
□尋星鏡
□極軸望遠鏡
△水平方位、傾斜角的調整
△視度調整
△視野照明
□對極軸
△簡便的方法A
△簡便的方法B
△利用星座盤的方式
△北極星方位早見盤的使用
△EM-200新概念極軸望遠鏡使用法
△濛氣差 (Refraction)
△精確對極軸的方法
△追蹤精確度實測(Tracking Accuracy Test)
□規格特性
△規格說明
△操作資料說明
△EM-200 赤道儀
□各部份的中英文名稱對照
□ASTRO SCALE 赤經赤緯顯示器
△使用程序
△ASTRO SCALE 面板說明
△全天亮星表 ( 英文名 - 中文名對照 )
△全天亮星表 ( 中文名 - 英文名對照 )
□參考文獻

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□將天體導入視野中的順序


1. 三腳架,赤道儀及鏡筒的架立 ( 請參考「組立」 ) 。

2. 把控制盒的電纜線及電源電纜線插到赤緯體上控制面板
(Control Panel) 的對應孔 (CONTROL BOX 及 POWER SOURCE) 。當電源打開
後, 不需按任何鈕, 赤經馬達便開始進行恆星時追蹤, 速度約為 15 秒角
/sec ( 請參考「馬達驅動方法 } 」及「控制盒纜線及電源纜線的連接 」
) 。

3. 用極軸望遠鏡對極軸 ( 請參考「極軸望遠鏡」及「極軸校正」
) 。

4. 將赤經及赤緯扳手鬆開, 把天體導入尋星鏡的視野中 ( 請參考
「粗調及微調」 ) 。

5. 使用控制盒在高速驅動之下控制調整 ( 請參考「馬達驅動方法
」 ) 。

6. 切換馬達方向切換開關 (R.A. MODE 和 DEC. MODE) 使按鈕操作
的方向和尋星鏡視野的運動方向一致 ( 參考「馬達驅動方法」的「馬達驅動
」 ) 。

7. 操作控制盒上的按鈕,以尋星鏡中央的十字交點為基準,把目標
天體導入該交點上。

HIGH SPEED :高速驅動,此時燈是紅色 (LED) 。

NORMAL SPEED :常速驅動,此時燈是綠色 (LED) 。

8. 把控制盒上的鈕調到正常 (NORMAL) 速度的馬達驅動之下 ( 請
參考「馬達驅動法」中的「修正驅動引導」部份 ) 。

9. 切換馬達方向切換開關,使按鈕的操作方向和望遠鏡內視野的運
動方向一致 ( 請參考「馬達驅動方法 } 」的「馬達驅動」部份 ) 。

10. 操作控制盒的按鈕,把天體目標導入望遠鏡視野之中。

此時, 導入的天體會被馬達自動以恆星時驅動追蹤,在正常的情形
下,該天體能一直留在視野之中。

* 導引攝影時, 望遠鏡需用到安裝附有十字線的目鏡,而且需在「
正常」 (NORMAL) 的馬達速度下經常地修正導引星的位置,勿用高速驅動。

˙ 注意事項

1. 鬆開赤緯扳手,使鏡筒翻轉時,注意手不要放在扳手的控制桿上
,因在扳手及微調棒之間,手會有被夾到的危險。

2. 在變更赤緯扳手的位置時, 請務必先取下鏡筒及照相機 ... 等
物件後再進行; 又當取下整組箍環上的螺絲時,會有器材掉落的危險,請注
意。

3. 赤緯體中的電子零件部份都有經過防濕處理;但是,若在觀測時
被露水弄濕的話, 在極軸望遠鏡使用後,請務必把赤緯蓋子拿下來,待水氣
發散掉以後再蓋上蓋子。

4. 因為本機是採用特殊的潤滑油,請絕對不可把其他機油注入。特
殊潤滑油會不斷地流出來,相反地,若沒有則表示情況不樂觀 ( 可能斷油 )
。 在本機中即使長期間不給油,油也不會切斷;萬一若油自動切斷的話,請
到本社詢問。

* 一般的機件潤滑,推薦「 WD-40 」防鏽潤滑劑,一般電子材料店
都可以購得。 有滲透除鏽、清潔及潤滑曲軸、開動濕馬達、保護金屬、防止
發出軋鑠聲、使生鏽部份鬆脫、使粘著裝置靈活移動 ... 等功能,具有防鏽
,潤滑,不導電 ... 等特性,螺絲齒輪潤滑,電子回路接觸不良都很適用。
以 WD-40 酌量噴浸濕需要處理的地方,並於抹清之前先容其浸吸幾分鐘,若
要達到最好防鏽效果,則勿抹去 WD-40 。

5. 本機在工廠時,各部份都經過精密的調整。特別是下圖的螺絲絕
對不可以鬆開, 這部份若自行調整而發生故障的話,並不包括在公司保證之
內,請注意。

□組立

△三腳架的組合

把三腳架台上的三腳防止脫落螺絲放鬆, 然後把三腳的螺拴穿入三
腳架台的切入孔, 再把防止脫落螺絲鎖緊。下一步,用六角螺絲扳手將三腳
的螺拴上的螺帽稍微鎖緊。此時,請拿三角板的裝配零件開始在內側安裝。

△三角板的安裝

在三角板的螺絲孔中, 把蝶形螺絲旋幾圈進去螺孔中,再把各個蝶
形螺絲穿入三角板安裝配件的切入孔中, 調整三腳適當的張角之後,把蝶形
螺絲旋緊。然後,只需把三腳上的螺帽旋緊,三腳就會固定。

* 一般而言, 張角越大,重心越低,望遠鏡越穩;但尚需考慮操作
時的高度, 張開太大的三腳容易阻礙行動,也容易被踢到。而不完全張開的
三腳也有可能因蝶形螺絲鬆脫, 望遠鏡重量下壓而不知不覺中變動。觀測之
前嚴謹的準備功夫是很重要的, 再好的赤道儀也需要仔細檢視任何微小的安
裝環節。並在觀測中注意是否有異常動作,以免一夜心血付諸東流。

△赤道儀的裝配

組合三角板之後, 把三腳架台上有「突起支持棒」的那隻腳朝向北
方。 將水平方位微調鈕完全地鬆開,裝配赤道儀,注意把「突起支持棒」置
入這兩個微調鈕之間, 赤道儀得輕輕地放到三角架台上,從三腳架台下面,
以架台下面的大型螺絲把赤道儀固定; 這兩個水平方位微調鈕抵住支持棒,
提供了微動赤道儀左右方位的方便功能, 將可動範圍大致地固定在兩微調鈕
中間,在後面對極軸時調整赤道儀方位才有比較大的餘裕。

△平衡用重錘棒及重錘的安裝

在赤緯體的下部螺絲孔把平衡棒旋裝進去, 再將銀色的迫緊環旋緊
, 將平衡棒前稍防止重錘脫落的螺帽取下,將重錘穿插進平衡棒,在適當的
位置以固定螺絲將重錘鎖緊。

在穿入時, 重錘上固定螺絲需向著靠近迫緊環的那一端,重錘中心
的穿孔是兩段孔徑式的設計, 較小的直徑恰好密合平衡棒本身,略粗的孔徑
可以通過防脫螺絲, 使防脫螺絲恰好卡在重錘中心,提供了比較大的平衡空
間。 重錘固定後,為了安全起見,請將防止重錘脫落的螺絲確實安裝上去,
特別是在 4.6Kg , 6.5Kg 的重錘使用時, 請小心謹慎地做安裝固定作業,
取下平衡棒時, 請握迫緊環再轉鬆,因直接拔出會有危險,所以請務必先把
重錘取下後再拔取平衡棒。

△安裝鏡筒箍環

在赤緯體上的載台可以安裝本社所製造的各種鏡筒箍環及適當的雲
台板, 故能依觀測目的而將儀器一起架在上面,在載台下面有三個調節螺,
鬆開後可旋轉載台做調整, 因此可以根據鏡筒位置自由地設定最方便使用的
赤緯扳手位置。 注意,做此項設定時,若鏡筒仍裝在上面的話,鬆開這三個
螺絲會有讓整個鏡筒及箍環掉落的危險, 故必須先把架上所有物品拆下後再
作業。

□平衡

在進入觀測之前, 必須先把各個部位調節到平衡一致。如果沒有調
整到平衡一致, 扳手轉動就會有聲音,而扳手只要稍微鬆開,儀器就會有急
速運動的危險。另尚有會使齒輪負擔太重而縮短赤道儀的使用壽命的可能。

所謂使鏡筒平衡指的是在實際情況下鏡筒、相機和儀器等全架好在
一起時的整體重心穩定情形, 應拆下不必要的配件,如鏡筒蓋等物件再調整
平衡, 從事攝影時的平衡尤其要仔細調過。「先調整赤緯軸平衡,再調整赤
經軸平衡」。程序如下:

△赤緯軸

「定赤緯軸中心,使緯軸轉動平衡.」

a. 將赤經扳手鬆開,把赤緯軸調到水平,然後再將其固定。

b. 為了不使機件很快地轉動,注意把赤緯扳手輕輕地鬆開,看看赤
緯軸是否看起來像已平衡的狀態。 手要扶著鏡筒,以免不平衡狀態下,鏡筒
突然地運動碰撞。

c. 在不平衡的場合下,將鏡筒箍環鬆開,調整一下鏡筒前後位置,
改變一下照相機等可動物件安裝的位置直到最佳的平衡狀態下, 將鏡筒的位
置固定妥當, 特別是在使用雲台板安裝各式的機件時,請預先決定一下最佳
載物時的平衡位置該如何調配。


△赤經軸

「定赤經軸中心,使經軸轉動平衡。」

a. 當調好赤緯軸旋轉平衡,把赤緯扳手轉緊固定。

b. 將赤經扳手鬆開,看看赤經軸 ( 極軸 ) 是否達到旋轉平衡。

c. 如果是在不平衡的狀態下,則改變一下重錘的位置,調整至最佳
的平衡狀態下將重錘位置固定住。

d. 重錘全部在赤緯體的一側,若重錘那一側較重的話,則可換較輕
一點的重錘。反之則多加一些重錘。

* 使用雲台板搭載各種機件時, 例如兩台望遠鏡左右同架,要完全
平衡一致是非常困難的事。 此時,只好採取折衷的平衡位置。有個新創意是
在雲台板上加上小型的重錘棒,隨情況調整,可以迅速調整到很好的平衡。


□赤道儀的運作

當星星引入望遠鏡的視野中, 然後保持望遠鏡不動,因為星星會隨
著時間的變化而運動, 不久後星星就跑出視野之外了,這乃是地球自轉的關
係, 像這種運動稱為星星的「周日運動」。為了使星星一直留在視野中不動
, 得使望遠鏡運動和這個周日運動一致,赤道儀便是為了補償這個日周運動
而做的機械設計。

△赤經及赤緯

在說明赤道儀的運動之前, 必須先了解赤經、赤緯及類似的名詞。
在地球上的位置是以經緯度來表示, 而星星的位置則是使用赤經赤緯來表示

假定星空就是指那包圍著地球上面的球狀體, 如天象廳演示,這個
球便稱為天球。 在這球上假定有和地球相類似的經度和緯度之刻度,相當於
經度的就稱為赤經,而相當於緯度的就稱為赤緯。

地理經度是以英國格林威治為基準,赤經是以春分點為 0 時起點 (
春分點是指春分日太陽所在的方位 ) ,向東分為 24 時以時間來表示。

△星圖與星表

以數字表的方式收集星星的位置資料 ( 赤經,赤緯 ) 、星等 ...
的表稱為星表, 若把星表上面的值具體的以圖形來表示則為星圖。總言之,
星表就是星星所在的地方目錄, 而星圖則是以圖來表示星星所在的地點,星
表和星圖是用來把天體導入時相當便利的工具, 特別是因為星圖可以看到星
座的形狀, 對天文攝影星野照相時的構圖很有幫助,務必準備一冊,像全天
星圖 2000 ( 中野主一 ) 就是一本很好的參考書。更詳盡的如 Sky Atlas
2000 八等星圖, URANOMETRIA 2000 九等星圖等都是尋找天體的好工具書。

△赤經軸和赤緯軸

赤道儀式由赤經軸及赤緯軸所構成的。 特別是赤經軸很重要,若此
軸和地球的自轉軸 ( 由地球北極和南極相連所構成的假想軸 ) 平行的話,
則只需要赤經軸轉動就能追蹤視野內的天體。

一般來說,赤經軸又稱為極軸,將極軸指向天的北極 ( 在南極指向
天的南極 ) 稱為對極軸。所以,極軸的傾斜度和當地的緯度是相等的,在對
極軸正確的情況, 望遠鏡對赤經軸中心旋轉,視野就會沿著某一條緯線移動
( 赤經值改變,但赤緯值是不變的 ) ,將這兩軸轉動的話,望遠鏡就能指向
任何一個方向。 若對好極軸的話,轉動赤經軸就能夠追蹤天體,但是因為極
軸在安裝時有誤差, 又若追蹤像彗星一類運動的天體時,赤緯值就會有所變
化,以至於必須要時時修正赤緯值的變化。

△粗調及微調

在把天體目標導入望遠鏡時, 需轉動赤道儀,這轉動分粗調及微調
兩種方式。若能很靈活地使用粗調及微調,就能很快地把目標找到。

˙ 粗調

粗調是要在把目標物引入尋星鏡的視野時才使用, 當把望遠鏡由目
前的方位移往遠星體方向做修正時, 因為微調移動太慢,基於這個理由,只
需把赤經和赤緯的扳手鬆開, 赤道儀便能任意的大幅度轉動,在這個狀態下
, 窺視尋星鏡的視野把天體目標導入視野中,然後再把各扳手鎖住,赤道儀
固定。「把各扳手鬆開,赤道儀能自由轉動即為粗調。」

相對於尋星鏡而言, 因望遠鏡的視野倍率大而範圍小,粗調只要稍
微一動, 天體目標就會跑出視野之外。所以只用粗調就要把天體目標導入視
野中央是有困難的,在這個時候,我們就必須開始改採用微調了。

˙ 微調

把天體目標以微調的方式引入視野中央是很快的方式。 本機是採用
齒輪比 144 : 1 的全齒輪方式, 赤經赤緯馬達是隱藏在赤緯體中,全部以
馬達作電子微調驅動,而沒有離合器及手動微調把手的設計。 ( 詳細請看「
馬達驅動方式」的項目 )

1. 把馬達驅動電源插入,切換到高速「 HIGH SPEED 」模式。

2. 窺視尋星鏡,適當地按控制盒上四個方向驅動鈕。

3. 為使四個操作鈕和視野內運動方向一致,請設定馬達方向切換開
關。

4. 以四個方向驅動鈕把天體導入尋星鏡視野中的十字交點上。

5. 把眼睛移到望遠鏡視野內,以四個方向驅動鈕把天體導入望遠鏡
視野中央。

* EM-200 電動微調還是有點慢,主要是受限於成本因素,能夠做非
常高速驅動 ( 數百倍恆星時 ) 的馬達控制系統十分昂貴, 例如 EM-500
TYPE II 型 ( 最高速度 350 倍恆星時 ) 就比 TYPE I 型 ( 最高速度 16
倍恆星時 ) 貴了好幾萬元。

□馬達運轉的方法

本機是由內藏在赤緯體中赤經及赤緯驅動的兩個馬達運轉 ( 實用新
案申請中 ) ,從天體的導入到導星修正,可以全部用手和控制盒來操縱;除
此之外,在赤緯側面有控制面板,驅動回路皆內藏在赤緯體中 ( 實用新案申
請中 ) ,可以控制馬達轉速,全電子馬達驅動是本機最大的特徵,若能熟練
使用,必能把這部赤道儀使用得非常好。

△控制盒的接線

把控制盒電纜線的前端插入控制面板中的插孔之中。這個插頭有 8
個針端依不規則排列,所以必須先對好才能插得進去。

△電源的接線

本機用所附的電池盒需裝入 8 顆 1.5V 電池當標準電源,更換電池
時, 從皮袋中把電池取出再更換電池。接線方式是把電源纜線用的插頭插到
控制面板的對應孔中, 其他使用家庭電源的場合可以使用另售的 AC 轉 DC
變壓器 ( 穩壓電源 ) ,「市面上販賣的變壓器負荷常超過 12.5V ,是導致
回路受損而遭破壞的原因,建議不要採用 」。

* 日本製的變壓器係使用 AC 100V 的日規電壓標準,在台灣使用的
AC 110V ,經變壓器後輸出 DC 可能超過 12.5V ,電壓也不穩,所以需注意
先將 AC 降壓至 100V 並確實解決 DC 穩壓的問題。 否則,使用電池還是比
較保險的作法, 目前市面上免加水可充電式電池很好用,比乾電池經濟的多
,值得推薦。

特別是當長時間在屋外使用的場合下, 用變壓器較便利有效。但是
, 在直接接上車上蓄電池的場合下,請先把引擎關掉,因為在引擎加速時,
電壓常會接近 16V ,導致回路受損。

務請注意: 在使用所附電池盒以外的電源時,請注意不要把極性接
反了,本機的電源插頭外側是「 + 」極;在電源接線時,請務必把電源開關
關掉。

△「恆星時」驅動

當接上控制盒及電源後, 只要把電源開關切到「 ON 」,馬達就開
始以恆星時驅動追蹤。 此時請確定電源指示燈是否亮著;此外,當在不同半
球使用時是必須要切換馬達逆向開關, 若誤用會導致追蹤失敗,故必須十分
小心, 在北半球時請把此開關切到「 N 」, 南半球時則把此開關切到「 S
」。

△高速驅動

用粗調把目標天體導入尋星鏡的視野後, 在最後把天體導入望遠鏡
的視野時,以前的赤道儀是用手動微調,但本機必須以馬達電動微調。

把控制盒上驅動馬達控制開關切換到「 HIGH SPEED 」, 若中間的
驅動指示燈變成了「紅色」, 則知目前的驅動狀態在高速驅動模式,在上面
的四個方向按鈕便是用來做高速驅動的按鈕; 當按下這些鈕時,驅動速度便
為控制面板上高速驅動旋鈕所設定的值 ( 從恆星時驅動的 1.2 倍至 16 倍
無段調整 ) ,因此請先設定最適當的值。

這個高速恆星時驅動旋鈕會同時改變赤經赤緯的驅動速度。 若要達
到最高速,電壓必須達 DC 12V ,當電池電力消耗很多時,電壓低於 DC 12V
時, 就不能用 16 倍速的驅動,在這時,請稍估計一下電池的電壓,設定比
此電壓能驅動的速度還小的速度值, 在這四個按鈕中,兩個較大的是用來驅
動赤經用的, 至於方向則可藉由馬達方向切換開關來做設定,適當的設定可
以使控制盒的方向和視野的移動方向一致, 而赤緯的驅動是以每秒轉動多少
角度來表示, 恆星時驅動速度的 1. 2 倍至 16 倍,即表示以每秒 18 秒角
至 240 秒角轉動,當按鈕不按時,赤緯馬達不動。

例如: 在設定高速驅動調整鈕為 16 倍速的場合,赤經在增速方向
為 16 倍速,在逆轉方向則為 17 倍速 ( 多了 1 倍恆星時運動 ) ;而赤緯
無論增或減皆以 240 秒角 / 秒驅動。

此外, 當赤經赤緯的按鈕同時按下時,赤經赤緯的驅動馬達會同時
驅動,可以快速的把天體導入。

註:赤經在順轉方向馬達轉速為 1.2 ~ 16 倍恆星時速,逆轉時為
2.2 ~ 17 倍恆星時速;所差的 1 倍恆星時速度即一開機赤道儀以「恆星時
」驅動的速度。

△導星修正驅動速度及正常的馬達驅動速度

由於極軸對準的精確度、赤道儀的精密度、大氣擾動 ... 各種因素
的影響, 馬達在進行恆星時的驅動時,赤經方向追蹤會有不準的現象;此外
,在赤緯方向上也會變動。

其他方面,若要以恆星時驅動來正確地追蹤向彗星、行星 ... 之類
移動得快或慢的天體是不太可能的, 必須要修正赤經赤緯方向上的移動速度
。 由於這些修正量很小,在高速驅動下不能做這些微量的修正。必須將控制
盒上馬達切換開關切換到「 NORMAL 」 ( 控制器中央的馬達驅動指示燈顯示
「綠色」,才能確定是在正常的馬達驅動速度 ) ,此時,控制盒上的四個方
向按鈕便作為各方向的修正鈕。

a.赤經方向

赤經方向有增速及減速, 以兩個較大的按鈕操作,至於那一個才是
增速, 那一個才是減速,則由赤經馬達方向切換開關切換設定;增加速度是
由控制面板上的赤經增速調整旋鈕 ( 增速用 ) 來控制, 其值可設定範圍由
100\% ~ 200\% 無分段設定,工作方式為在按下按鈕的期間,馬達才會執行
增速驅動, 不按時又恢正常恆星時驅動;減少速度也是由控制面板上的赤經
減速調整旋鈕 ( 減速用 ) 來控制,其值可設定範圍由 90\% ~ 5\% 無分段
設定,工作方式同增速方式。

b.赤緯方向

赤緯方向修正有「 + 」增速及「 - 」減速兩種, 以兩個較小的按
鈕操作, 至於那一個才是「 + 」,那一個才是「 - 」,則由赤緯馬達方向
切換開關切換設定, 驅動速度是由控制面板上的赤緯增速調整旋鈕來控制,
可設定範圍由 0 ~ 15 秒角 /sec ,採無分段方式,當按下按鈕時,才會驅
動馬達,放開後,馬達立刻停止運轉。

△馬達操作

從實際上做導引攝影中, 才能知道導引修正方向和各馬達方向操作
鈕的對應。 錯誤的操作將會造成導引失敗,這是因為導引星的方向和鏡筒指
的方向和按鈕的方向不一致所造成的。 茲以下圖來說明,同樣是要把導引星
引入的情況下, 鏡筒在赤道儀東邊及鏡筒在赤道儀西邊就有兩種不同方式。
在這裡, 請注意一下赤緯軸的轉動情形。在圖一,在赤緯軸往箭頭方向旋轉
的情形下, 按下赤緯修正鈕,鏡筒會往下動,同樣在圖中的場合下,按相同
的修正鈕,會因為赤緯軸已翻轉了 180 °,故會向上動。總之,會產生赤緯
軸轉的方向完全相反的運動。

在控制盒的操作上, 若導星鏡內的東西南北 ( 赤經赤緯方向 ) ,
和各個修正鈕操作方向一致, 因為憑方向「直覺」來操作,就能避免掉操作
錯誤而導致導星失敗, 在本機中,用馬達操作方向切換開關,按下控制鈕後
改變馬達迴轉方向,依照下面的要領,就能使操作方向一致。 ( 實用新案申
請中 )

1. 在導星鏡中,安裝有導引十字線的目鏡 ( 如 VIXEN 的 GA-4 ,
高橋 LG-3 等 ) ,將導引星導入視野中。

2. 將導引星置入十字線交點中。關掉電源,停止赤經馬達恆星時運
轉, 星星向西移動,調整使星沿著十字線中的一條重合運動,此方向即為赤
經方向。另一條線與星移動方向垂直,即為赤緯方向。

3. 打開電源開關,再次將導引星置入主鏡十字線交點中,並使控制
盒上修正赤經赤緯的按鈕所修正的方向和十字線的的赤經赤緯保持一致。

4. 在這個狀態下,按下各個方向修正鈕,調整方向切換開關使得能
和導星鏡內的各方向相對應:

a. 在赤經一致的狀態下,若赤緯方向相反,則切換赤緯馬達方向切
換開關。

b. 在赤緯一致的狀態下,若赤經方向相反,則切換赤經馬達方向切
換開關。

c. 若赤經赤緯方向都相反,則赤經赤緯兩個馬達方向切換開關皆做
切換。

□刻度環的使用方法

當要把尋星鏡中看不到的黑暗天體捕捉入望遠鏡時, 便可利用兩軸
刻度環來將天體引入, 對於目視觀測廣視野的場合,準確度尚夠,本機所給
的規格可視為定位準確度的參考。

赤經:刻度環最小刻度: 10 分

赤緯:刻度環最小刻度: 2 °

即表示赤經及赤緯的刻度環定位誤差約 2 度,一般尋星鏡視野約有
6 °, 所以理論上可以很容易在尋星鏡視野中導入天體。如果使用望遠鏡導
入的話,必需使用廣視野低倍率的目鏡,才能導入目標。

以下圖的星雲 ( α =19 h 45 m , δ = 18 ° ) 導入為實例,依
序說明。基準星 ( α = 20 h 35 m ,δ =26 ° ) 。

△方法1

1. 正確地對準極軸 .

2. 查出星雲附近,較靠近星雲的明亮恆星赤緯值 ( 由星圖讀取 )

3. 把望遠鏡倍率放低,使用尋星鏡,把基準星抓到望遠鏡視野的中
央,然後固定。

4. 兩個刻度環的調整螺絲放鬆,轉刻度環使赤緯指標指到 26 °,
赤經指標指到 20 h 35 m ,然後將調整螺絲固定。

5. 赤經赤緯扳手放鬆,以粗調使赤緯指標指到 18 °,赤經指標指
到 19 h 45 m 所示位置。

在以上所示的步驟中, 就可把星雲導入視野中,但是因為在這過程
中,由於馬達仍做恆星時運動,所以刻度環也會跟著轉動。因此「步驟 4 及
5 必須很迅速」,而且要先對赤經的刻度環。 ( 若先對赤緯的刻度環,在這
個作業中, 所需的時間雖只有幾分鐘,卻使赤經環刻度隨時間變動了相當位
置;另一方面,因為赤緯並不隨時間變化而改變,所以後對並無關緊要 ) 。

△方法2

1. 正確地對準極軸。

2. 從星圖中讀取基準星和星雲之間赤經赤緯的差值,在這個例子中
,赤經差 - 50 m ,赤緯差 8 °。

3. 把望遠鏡倍率放低,使用尋星鏡,把基準星抓到視野的中央,然
後把兩軸刻度環值都調至「 0 」後,固定之。

4. 鬆開赤經,赤緯扳手,一邊粗調,一邊看指標,迅速調出為剛才
所算得的赤經赤緯差值,注意轉動方向。

* 和方法 1 一樣,先對好赤經刻度環,再對赤緯刻度環。

□尋星鏡

對於尋找暗天體而言, 強烈建議使用 7 x 50 (7 倍, 口徑 50mm)
或 11 x 70 (11 倍, 口徑 70mm) 規格的尋星鏡,這兩款尋星鏡提供了大口
徑及最高的明亮度,極有利於巡天觀測。

舊式尋星鏡在晚上都有看不清楚十字線的困擾, 因為「黑色」的十
字線和背景黑暗的星空相混, 使十字線隱形了,以致窮盡目力也無法將天體
正確導入於十字線正中央。 新一代尋星鏡使用蝕刻在玻璃片上的十字刻畫並
加上了暗視野照明的功能,於夜間使用時, LED 照明使十字線呈現紅色浮現
於視野中,對導入天體非常便利。

□極軸望遠鏡

極軸望遠鏡是利用北極星來對極軸的工具。 在本機中,內藏固定式
極軸望遠鏡是經精密調整的, 在赤緯體上裝有環形水平儀和下圖中的刻度盤
,無論誰都可以很簡單地去精密對極軸。

這個刻度中的三個實線圓圈分別是天球北極和北極星的夾角圓圈 (
角距離 ) ,因為這個角距離會因歲差進動及其他因素而每年發生少許的變化
。 因此, 得把北極星導入當年所對應的圓圈上, 外側的圓圈是 1985 年 (
48'07" = 48 分角又 7 秒角 ) , 中間的圓圈是 2000 年,內側的圓圈即為
2015 年 (40'12") ,為角距離繞一圈所形成的圓圈,參考這些圓圈便可以把
北極星引入正確的位置,對準極軸。

此外, 在最外圈上有虛線圓圈,這圓圈是本赤道儀為了在南半球使
用時所用到的圓圈, 利用南極星 ( 八分儀座σ星 ) 平行對極軸,因南極星
離南天極約 1 ° ( 在 1986 年角距離為 59') , 所以此虛線圓圈的半徑為
1 °, 南極星由於歲差關係會逐漸偏離南極,在 1990 年時,會走到虛線上
來; 總之 1990 年以前是在虛線圓圈以內,而 1990 年以後就把它導入虛線
圓圈外側。

北極星位置求法請看「對極軸 } 」中各項說明,以當時的時間和十
字線及外圍實線圈的時間刻度相對應; 時間刻度中,短線代表每隔 20 分鐘
( 5 ° ) ,長線代表每隔一小時 (15 ° ) 。其他的十字線是由星座盤及本
書所附屬的北極星位置,而當作把北極星引入方位角的基準。

把赤經扳手鬆開, 調整赤緯體上的環形水平儀直到水平,這時得十
字線即能和水平垂直相重合; 在簡單的方法中,這個十字線及用來作為基準
星的指標, 而使用這個方法的場合,赤道儀不必一定要水平面;免除了以前
需調整三腳使赤道儀架台水平的笨重麻煩方式, 使用環形氣泡水平儀真是一
大創舉。

△水平方位、傾斜角的調整

在對極軸時, 轉動方位及傾斜角微調鈕使極軸準確地朝向天球的北
極, 然因水平方位微調鈕的可改變範圍狹小,預先在赤道儀的後側眼視大略
地把極軸導向北極星的方向, 然後在極軸望遠鏡內把北極星引入並保持在裡
面,再作微調。

˙ 水平方位調整

方位調整是指調整極軸望遠鏡視野內的左右位置, 在架台下將赤道
儀固定螺拴稍微放鬆的狀態下, 兩個水平方位微調鈕就可以轉動了;在這裡
,赤道儀會沿著下圖的粗箭頭方向轉動,於下面的舉例中說明:

1. 水平方位微調鈕?往粗箭頭方向轉一下,螺拴保持鬆弛的程度。

2. 窺視極軸望遠鏡,水平方位微調鈕?和?同方向稍轉幾圈。

3. 在決定北極星所在的位置上,?微調鈕往反方向轉,?微調鈕會
受到三腳架上的支持棒夾住而予以固定住。

* 在狹小的可調範圍內還不足以調整時, 把水平方位微調扭調到可
動範圍的中央, 然後略移動三腳架,仍須保持北極星在視野中,重頭再開始
做。

˙ 傾斜角的調整

傾斜角的調整是指調整極軸望遠鏡視野內的上下位置, 注意赤道儀
的傾斜角微調的調整範圍, 台灣的使用需求在高度 25 °左右,購買時務必
要確定是否適合當地使用緯度條件。

1. 先把赤道儀側面的傾斜角扳手鬆開。

2. 將傾斜角螺絲往順時針箭頭方向轉,傾斜角變大,反之變小。

3. 北極星位置決定之後,便可將傾斜角扳手固定住。

利用方位及傾斜角鈕的轉動, 以極軸望遠鏡內的刻度為準,就可以
把北極星導入, 對於北極星導入的正確性應在何處,請見「對極軸」的項目

△視度調整

本機極軸望遠鏡的視度,調整在視力 1.0 ;對於近視或遠視者,請
自行把正確視度調整出來。

1. 把赤緯及極軸體後面的蓋子取下。

2. 在極軸望遠鏡接眼部份有一個視度調整環,往左邊放鬆。

3. 窺視極軸望遠鏡,轉動接目鏡,直到看到目標物最清楚。

4. 當看到最清楚時,把視度調整環向右轉固定。

△視野照明

因為本機有內裝極軸望遠鏡用的明視野照明裝置, 所以能在夜間清
楚看到刻度,可以很快地將北極星至於正確位置,把極軸對出來。

1. 把赤緯及極軸體後面的蓋子取下。

2. 把電源打開的同時, 照明用的 LED 開關也會打開,照明的亮度
可以由控制面板上的極軸望遠鏡調光鈕 (P.\ LIGHT) 來控制。

3. 窺視極軸望遠鏡,根據所看到的刻度環和北極星調整視野的亮度

□對極軸

△簡便的方法A

北極星位置是「在仙后座的ε星及北斗七星的η星連接線上, 偏向
ε星」, 利用這點就能很簡單的對極軸。首先將北極星引入並保持在極軸望
遠鏡中央, 把十字線的一條線對向ε星,同時目測η星的方向再使這一條線
和此方向重合。 ( 因為ε星和η星並無法同時在極軸望遠鏡的視野內看到,
請先比對實際的天空和視野,然後把十字線的方向和這兩顆星連線相重合 )
, 對ε星做重合是把兩星重合線置到反對稱的線上?,同時對η星做重合?是
把北極星導入該線上, ( 實際上北極星較接近ε星,但因視野內的影像倒立
所以往反方向移動。 )

△簡便的方法B

上面的方式是利用「北極和仙后座的ε星赤經值大約相差 22 分,
和北斗七星的η星差約 12 時 29 分」來對極軸。現利用大約 180 度的反對
稱性質, 用其他次要的星對極軸的場合,也就是依相同的辦法使十字線上的
一條和該星重合, 若此星和北極星只有赤經差約只有多少分,用極軸望遠鏡
內的時間刻度是在順時針方向的位置上, 便能很好地將北極星引入其位置,
形成仙后座和北斗七星的主星與北極星的赤經差在下表。 可以好好地利用,
因北斗七星的各星所給的已預先扣除 12 時角的值, 因此在北斗七星方向上
的線就經常變成基準線, 根據這個方法,若北極星和表中那個星的位置可以
看到的話,就能夠很方便的對極軸了。

註 : 此處是利用十字線做方向指標 。

△利用星座盤的方式

市面上販賣的星座盤可以求北極星的方位角, 再使用極軸望遠鏡內
刻度盤的時間刻度,就能很正確的對極軸。

1. 把星座盤調到對現在的時間。

2. 讀取星座盤上天球北極和天球南極連線 ( 子午線 ) 的赤經值,
因為赤經值是以時角來表示,請注意計時的時間刻度和這種刻度的不同 ( 此
值又稱為「地方恆星時」,在日本的星座盤是以東經 135 °來表示,若在其
他的地方做觀測必須做經度的修正, 這個修正的方法請參看該星座盤之說明
,在台灣的星座盤是以東經 120 °來表示 ) 。

3. 計算現在所求的地方恆星時 (LST) 和北極星的赤經值差。

例:地方恆星時 15 時 25 分

所以

15 h 25 m - 2 h 19 m (1987 年北極星的赤經值 ) = 13 h 06 m

因為北極星的赤經值會因歲差而有少些變化, 最好能利用最新的資
料, 查當年天文年鑑的「北極星位置」,其赤緯值即北極星距正北天極的角
距離。

4. 用赤緯體上的環形水平儀調出水平,此時極軸望遠鏡內刻度的十
字線就呈水平和垂直。

5. 設垂直線往下延伸的方向為 0 時, 依剛才所求到的赤經差在刻
度盤上依反時針方向讀取位置, 然後將北極星導入;赤經值的差若為負值,
則表示依順時針方向讀取。

地方恆星時可以很正確的計算並求得, 從這裡,即使沒有星座盤也
能很正確地設定地方恆星時, 地方恆星時的計算方法在天文計算方面及年表
中都會有,請參考這方面的書籍。

△北極星方位早見盤的使用

這是最常被採用的方式, 但務必記得攜帶「北極星方位早盤」。使
用所附的北極星方位盤, 可以簡單的求得北極星導入的位置,下面用具體的
實例說明使用方法:

觀測地點的經度:東經 139 度

觀測時間: 8 月 14 日 20 時 30 分的場合,來說明

1. 從 B 盤的刻度讀取 8 月 14 日,讓 A 盤的時間刻度 20 時 30
分和 B 盤的 8 月 14 日重合。

2. 此時從北極星的刻度「東經 139 °線」所指示的位置讀取 B 盤
外側的方位角刻度。

3. 旋轉極軸,調整赤緯體上的環形水平儀至水平,此時極軸望遠鏡
的十字線就在水平垂直的方向上。

4. 此盤的下方可以看到畫有山形以用來區別上下左右, 因為 B 盤
外側的方位角刻度是和極軸望遠鏡的時間刻度相對應, 所以窺視極軸望遠鏡
,微調整方位和傾斜鈕,把北極星抓進剛才所求的位置。

再來, 天球北極和北極星的距離在二個同心圓圈之間,最內圓圈是
2015 年,中間的是 2000 年,外側是 1985 年時的方位角。利用簡便方法 A
, B 或這個方位盤對極軸, 用來導引 200mm 的望遠鏡頭攝影還是十分準確

* 如果按照上述方法來對極軸,一定會發現不對勁!為什麼極軸會對
不準?因為上例中的觀測地點所習用的時間為日本標準時, 也就是說「這個
北極星方位盤是為日本使用者設計的」, 我們在台灣使用,時區和日本差一
小時, 北極星的方位角不一樣,自然不能依樣畫葫蘆。所以要用下面兩個法
子解決:

1. 將 ( 台灣 ) 本地時 ( 中原標準時,以東經 120 °經線為準的
時刻 ) 加 1 小時成為日本時間,然後以北極星方位盤的刻度 ( 視所在地點
而異,例如台北市為東經 121 °線 ) 所指示的位置讀取 B 盤外側的方位角
刻度。此法需要自己加劃上東經 120 °線的延伸線。

2. 以 ( 台灣 ) 本地時 ( 中原標準時,以東經 120 °線為準的報
時 ) 為準, 然後將北極星方位盤的刻度 135 °改為 120 °、 125 °改為
110 °、 145 °改為 130 ° ... 餘此類推;也就是改正了時區不同對北極
星方位影響的效應,然後以北極星方位盤的經度刻度 ( 視所在地點而異,例
如台北市是為東經 121 °線 ) 所指示的位置讀取 B 盤外側的方位角刻度。

由 2. 法發展出一套可以適用於世界上任何地點的新概念, 也就是
說只要將北極星方位盤上的經度刻度 135 °改為當地時區的標準時經度 (
例如台北市時區的中央經度位於東經 121 °,只要將北極星方位盤上的經度
刻度 135 °為準改為以 120 °為準; 又如紐約市時區的中央經度位於西經
74 °,只要將北極星方位盤上的經度刻度 135 °為準改為以 75 °為準 )
, 就可以適用於以當地時來對得北極星方位角的情況了。注意,在南半球使
用時, 經度增減的方向必須反過來計算。而 EM-200 赤道儀的極望設計就是
此一概念下的產物。

△EM-200新概念極軸望遠鏡使用法

EM-200 極軸望遠鏡採用新概念設計的使用方法,可以在全世界任何
地點對極軸。為了使用此法,必須知道三個參量:

1. 觀測者時區的標準時
2. 觀測者所在地的地理經度
3. 觀測者時區的中央經度

EM-200 極軸望遠鏡上的地方平均時標 (Local mean time scale)
如下:

N 145° 135° 125°
S -10° 0° 10°

「 N 」表北半球使用, 以日本觀測者時區的中央經度 135 °刻畫
,在台灣使用者可以不理會「 135 °」這個值,而把它當成台灣觀測者時區
的中央經度「 120 °」刻畫來使用, 「 S 」表示南半球使用,注意其經度
增加方向和北半球相反。

* 參考地圖有助於了解並決定觀測者所在地時區的緯度及中央經度

時區 EM-200經度刻度(等效)
北半球
TOKYO,JAPAN 145°- 135°- 125°
TAIPEI,TAIWAN 110°- 120°- 130°
LI-SHAN,TAIWAN 110°- 120°- 130°
LULIN-SHAN,TAIWAN 110°- 120°- 130°

台灣介於東經 120 °~ 122 °, 北緯 22 °~ 25.5 °之間,各
地區對應的可能觀測者時區的中央經度如下: ( 應用時以時區的中央經度對
準赤緯體上「│」刻劃處 )

122° - N 137°
121° - N 136°
120° - N 135°

舉例來說,在台灣地理位置東經 121 °地區使用時,轉動環形水準
儀所在的轉環,將「 N 136 」對準赤緯體上刻劃「│」後鎖定,再轉動赤經
軸調整環形水準儀至水平。 調校極軸望遠鏡上內藏的「北極星方位刻度盤」
的日期 - 時間對應,最後調整赤道儀架台的水平及傾斜角將北極星導入到對
應分點年的正確位置 ( α -UMi) 上。

△濛氣差 (Refraction)

極軸望遠鏡是攜帶型天文望遠鏡的恩物, 所對極軸的精度也相當高
,一般極軸望遠鏡內藏固定式,安裝精確度約 2 分;外加式誤差較大,誤差
量也在 10 分角之內, 還可以經過調校增加精度,對於短焦距的望遠鏡追蹤
攝影及觀測綽綽有餘。 但長焦距的攝影如 1000mm 焦長以上要求對極軸精確
度就相當高了!這就不是光靠極軸望遠鏡就夠的。哪麼極軸望遠鏡精確度,到
底精確到時麼程度呢?

當赤道儀的極軸望遠鏡使用於低緯度的地區時, 大氣折射所產生的
影響使得極軸望遠鏡要精確地對極軸幾乎是不可能的。 大氣折射對星星確實
位置的影響如下:

高度 濛氣差(大氣折射量)
10° 0°5' 17"
20° 0°2' 38"
30° 0°1' 40"
40° 0°1' 09"

因大氣折射, 實際星星的位置會比觀測的位置低 ( 濛氣差 ) ,在
台灣北極星的高度約 25 度,所受濛氣差的影響約 2 分角,也就是說就算你
把北極星對準到同心圓漂亮地繞著望遠鏡極軸中心轉的程度, 實際上仍有約
2 分角的誤差。那麼以極軸望遠鏡中心偏上 2 分角位置為正確赤道儀中心來
對準,應該可以校正這 2 分角的誤差,可是別忘了赤道儀出廠時,所給的極
望與機械軸偏心誤差量就是 2 分角,也許可以自己調整得更準,減小誤差,
可是別忘了人眼睛觀察時對調整的偏軸量不定, 所以這改善是有限度的;更
何況出廠時是以儀器調校, 避免了人為誤差因素。我們沒有校準儀器,要改
善極軸望遠鏡的精度談何容易。 然而山不轉路轉,一直死心眼於極望校準而
忽略了根本的目的 -- 精確的對好極軸,未免本末倒置。

△精確對極軸的方法

其實精確的對好極軸是不需要極軸望遠鏡的, 但是有極軸望遠鏡可
以先把極軸對得差不多, 更方便我們用這一方法。這法子其實是很古老的,
基本而有效。可以精確到令人滿意的程度。

固定式觀測站, 天文台的望遠鏡或是要求長焦距的天文攝影時,需
要極精確地對準極軸, 上述的方法是不夠的。下面是一個精確對極軸的好方
法「赤緯漂移法 (Dec. drift method) 」。

1. 先以前述方法對好極軸。

2. 然後用「赤緯漂移法」精確地對極軸。步驟如下:

a. 使用巴羅鏡及有視野照明的十字線目鏡,儘量提高望遠鏡倍率,
倍率越高,極軸可以對得越準確。

b. 將一顆在「天頂子午線附近離天球赤道 5 °以內」的亮星導入
望遠鏡視野內 ( 天球赤道的赤緯值是 0 ° ) 。

c. 將星置入十字線交點中心,切換赤緯馬達至「高速」運轉模式,
驅動赤緯馬達使星移動, 調整目鏡使星沿著十字線中的一條重合運動,此方
向即為赤緯方向;另一條線與星移動方向垂直,即為赤經方向。

d. 監視亮星在赤緯方向上的漂移, 調整「水平方位微調鈕」 ( 赤
道儀架台左右方向 ) ,直到此星一直保持在同一赤經線上,而沒有赤緯方向
上的漂移運動為止。這時請忽略任何赤經方向上的漂移量。

e. 重複同樣的程序,將一顆在「東方高度 20 °以上 ( 附近 ) 離
天球赤道 5 °以內」的亮星導入望遠鏡視野內。重複步驟 c. ,只監視亮星
在赤緯方向上的漂移,調整「傾斜角微調鈕」 ( 赤道儀架台上下方向傾角 )
直到亮星一直保持在同一赤經線上, 而沒有赤緯方向上的漂移運動為止。這
時亦請忽略任何赤經方向上的漂移量。


赤道儀極軸偏差方向的判據準則
-------------------------------------------------------------------
導引星 運動方向 表示赤道儀極軸
-------------------------------------------------------------------
天頂子午線附近 往北 偏東
離天球赤道 5 °以內
往南 偏西
-------------------------------------------------------------------
東方高度 20 °以上 ( 附近 ) 往北 偏高
離天球赤道 5 °以內
往南 偏低
-------------------------------------------------------------------

這樣一來, 在極軸幾乎完美對準的情況下,在任何觀測及攝影的場
合下, 赤緯方向幾乎不會有任何的漂移;可以完全地忽略赤緯的修正。所有
的可能誤差來自於赤經軸蝸桿蝸輪的週期性運動及大氣折射的效應, 所以只
需要考慮赤經方向上的修正。 這也適用於沒有赤緯馬達電動修正的赤道儀欲
從事長焦距天文攝影的場合。

△追蹤精確度實測(Tracking Accuracy Test)

赤經軸的週期性運動是決定赤道儀絕對追蹤誤差的一個主要參考要
項,廠商在規格書上皆會註明「追蹤精確度 ... ± (5") 」,這個值越小代
表赤道儀的性能越好, 但這只是一個參考,廠商不可能對每一台赤道儀做實
地測量。如果要曉得自己的赤道儀到底性能如何 ? 不妨自己動手實測。方法
如下:

追蹤精確度實測是在夜晚實際攝影測試。 將望遠鏡完全組裝好之後
,「將極軸對在東西方向上」。直接做星空攝影得到南北方向的星跡影像 (
要啟動馬達做恆星時追蹤 ) 。假如攝影區域接近天球赤道附近的子午線上,
星跡會呈接近一條直線。

追蹤精確度實測可以評估很小程度的機械誤差。 假如主蝸輪有
0.0001 吋的軸運動或 lead error , 其結果就會在底片產生 0.7? arcsec
的誤差量。但是底片上的對應比例尺寸必須小於 0.002 吋,此測量誤差在底
片上才是有意義的。

將底片攝影 20 分鐘左右,再沖洗相片放大 5 倍。可以得到數個完
整週期, 週期性誤差會在底片顯示出幾個完整週期的循環誤差曲線,赤道儀
週期性運動的週期計算方法如下:


( 例一 ) P-2 赤道儀的減速比為 144 : 1 ,表示赤道儀週期性運
動的週期是 10 分鐘。 (24h / 144 = 10 mins)

( 例二 ) NJP 赤道儀的減速比為 244 : 1 ,表示赤道儀週期性運
動的週期是 10 分鐘。 (24h / 244 = 10 mins)


□規格特性

△規格說明

形式》一般小型赤道儀都是採用德式 (Germany) 或叉式 (fork) 兩
種設計; 日本的望遠鏡幾乎清一色是德式赤道儀搭配折射式和牛頓反射式的
形式, 而美國以 Schmidt-Cassegrain 式鏡筒為主的望遠鏡則一律採用叉式
架台, 乃取其設計簡單使用輕便,而且能承載較大的望遠鏡筒的優點。近年
來, 折射式望遠鏡和德式赤道儀在美國抬頭,事實上選擇那一種形式並不重
要,赤道儀本身的設計及製造是否用心,好不好用 ... 才是用家所重視的。
高橋製的赤道儀幾乎清一色是德式赤道儀的設計, 加上極軸望遠鏡的貼心設
計及日本式一貫的細膩作風,所以深受業餘天文愛好者的青睞。

赤經微動》天文望遠鏡所用的赤道儀赤經齒輪減速比越大越好, 一
般最大值為 360 : 1 或 359 : 1 ( 蝸桿:蝸輪 ) 。減速比大則週期性運
動時間間隔可以縮小, 也就減少了週期性運動的誤差,高橋製的赤道儀減速
比 240 : 1 就算高級品, 係以機械製造上的精密度彌補了減速比之不足。
「全齒輪式」表示轉動機制採用齒輪傳動, 這是大部份赤道儀所採用的形式
, 缺點是有齒隙 ( 游隙 ) ,造成追蹤誤差;另一種摩擦輪式的傳動機構,
就沒有游隙之缺點, 然製造技術要求較高,為許多大型天文望遠鏡所採用。
「全周微動」是因為赤經軸必須能夠長時間追蹤天體, 所以微動部份必須具
備 360 °全周旋轉的功能。

脈沖式馬達電動驅動》赤經軸驅動關係整個赤道儀恆星追蹤的精度
, 所以減速比要求要大,並使用時基精確的「石英震盪」脈沖式馬達電動驅
動, 傳統赤道儀多提供離合器切換電動及手動微調;全電子式的設計則全以
電動控制,不可手動微調。

可切換高速驅動與常速驅動》高速驅動適用於尋星鏡導入目標的場
合, 常速驅動則用於主鏡視野觀測及導星時使用。導星時速度需小於追蹤攝
影的容許量; 一般以「 4000 秒角除以所用鏡頭焦距」為追蹤攝影的容許量
極限。例如以一焦距 4000mm 的望遠鏡,其追蹤攝影的容許量即為 1 秒角。

赤緯微動》基於成本及實用的考慮, 赤道儀赤緯齒輪減速比一般不
大,減速比 144 : 1 ( 蝸桿:蝸輪 ) 就夠用了。「全周微動」是目前之趨
勢,表示赤道儀微動部份能夠做 360 °旋轉;而較舊的機型如 EM-1 、 90S
、 P-2 等赤道儀的赤緯微動範圍有限,就只能做局部轉動。能夠「全周微動
」才能夠以電腦控制赤道儀,實現天體自動導入的功能。

CR 震盪脈沖式馬達電動驅動》基於成本及實用的考慮,赤道儀赤緯
齒輪減速比一般不大。 並使用較便宜的「 CR 震盪」脈沖式馬達電動驅動,
它的震盪頻率也不需要像赤經馬達要求的那麼準。 傳統赤道儀多提供離合器
切換電動及手動微調; 全電子式的設計則全以電動控制,不可手動微調;一
般可切換高速驅動與常速驅動。

水平方位微調》這是對極軸時微調整赤道儀基座位置左右 ( 東西 )
方位的機構,一般採用雙微調鈕,調整範圍約± 15 °。

傾斜角微調》係對極軸時微調整赤道儀基座位置上下 ( 南北 ) 方
位的機構, 一般採扭動式。購買時必須注意調整範圍 ( 高度 ) ,赤道儀傾
斜角調整高度範圍是否適用於自己所在地的緯度, 台灣位置位於北緯 22 °
~ 25 °之間,赤道儀傾斜角調整範圍高度必須能適用此範圍。

刻度環》利用刻度環可以快速地導入天體, 此時赤經及赤緯的最小
刻度即代表了定位可能的精確度; 如果希望得到更精確的定位訊息,可以加
接軸結式編碼器 (encoder) 以 ASTRO SCALE 赤經赤緯數位座標顯示器讀出
赤道儀指向。

追蹤精確度》係由赤道儀的週期性運動誤差量決定, 值愈小愈好,
一般小於 5 秒角可視為絕佳 ( 天文台等級 ) 。各廠家莫不強調自家赤道儀
追蹤精確度, 但這是就其理論上最好的製造狀況而言;同好仍必須通過「實
測」來瞭解自己的赤道儀追蹤精確度。

搭載重量》廠家確保赤道儀精度的搭載重量上限。 超過此一極限,
赤道儀的轉軸不動點彈性下降, 會「暫時性」失去廠家保證的追蹤精確度。
一般使用時, 最好嚴守此一載重限制,才能得到有效的追蹤精度。應慎防機
械上的永久形變,重量過重的話,對齒輪等的磨耗也會增加。

本體重量》赤道儀本體的重量,或是含重錘之後的總重量。

極軸望遠鏡》極軸望遠鏡一般可分為內藏固定式與外加式兩種。 內
藏固定式安裝精確度較高 ( 安裝精確度約 2 分 ) ,也不易偏心,相對地不
易調整,內部發霉也無法自己處理。外加式極軸望遠鏡精確度略低 ( 安裝精
確度約 6 分 ) , 有些廠家的製品校正起來會整死人,也很容易受震動偏心
;極望因為只作為對極軸之用,發霉 ... 等等比較無妨,內藏固定式還是比
較方便實用。 通常附有明視野照明,方便對極軸時刻度照明。以往極望中只
有水平、垂直基準十字線, 目前新型極望設計都附有北極星刻度環及歲差修
正 ( 如 EM-200 : 從 1985 對應到 2030 年的時間刻度標示 ) ,有些還考
慮到南天觀測使用,內有南極星八分儀座刻度環 ( 半徑 1 度 ) 。極望水平
基準也改用環形氣泡水平儀直接取得,免除了調整赤道儀基座水平的麻煩。

附屬品》整套望遠鏡之附件, 一般還包括重錘 ( 不同重量 ) ,工
具 (6mm 、 2.5mm 六角扳手 ) 控制盒, 12V 電源 (8 個 1.5V 乾電池 )
、說明書、保證書等。

△操作資料說明

馬達驅動裝置》各型赤道儀使用的馬達驅動裝置不同,如 NJP 需配
備 PD-6XY 型控制器使用, P-2 需使用 HD-4 型;新一代的赤道儀採馬達內
藏的設計,內部齒輪結合已經調整到最佳狀況,避免時需人為調整的困擾。

恆星時驅動》使用石英震盪器 (QUARTZ) , 可以得到極高精確度的
時間基準。 以此時間基準得到馬達的轉動誤差可以小到 0.001\%( 對恆星時
) , 也就是說一天的誤差不超過 1 秒 (0.001\% x 24h = 0.864 sec) 。同
時加附南半球逆轉開關, 出國到南半球觀測也可以使用本赤道儀,對於特別
的天象, 如發生在南半球的日蝕, 或是觀賞南天銀河大小麥哲倫星雲壯觀
... 等可以不必顧慮赤道儀的適應性, 這已成為配備標準。高級的機種還加
上可以追蹤太陽的驅動回路。 電子回路的時間基準誤差實際上十分小,可以
忽略, 影響赤道儀追蹤誤差來源的主要還是來自於機械誤差,蝸桿,蝸輪,
行星減速齒輪,及馬達的結合累積起來的機械誤差。

高速驅動》以尋星鏡導入目標的實用速度,例如 EM-10 赤道儀,電
子微調赤經增速方向 2 ~ 16 倍速 ( 對恆星時 ) , 赤經逆速方向 2.2 ~
17 倍速 ( 對恆星時 ) , 赤緯方向: ± 30 秒角 /sec ~ 240 秒角 /sec
, 速度設定是在各方向皆為連續無分段設定的方式,要達 16 倍速,電壓必
須達 12 Volts 。

常速驅動》以望遠鏡 ( 目鏡 ) 導入目標的實用速度,例如 EM-10
赤道儀, 赤經增速方向: 100\% ~ 200\% 連續無分段設定,赤經減速方向
: 90\% ~ 5\% 連續無分段設定, 赤緯方向:± 0 ~ 15 秒角 /sec 連續
無分段設定。

電源電壓》一般規格為 DC 12V ( 直流 12 伏特電壓 ) 。

消耗電流》高橋製的赤道儀耗電很省, 頗受推獎。可以試著估計電
池使用時間,以使用規格 12 AH ( 安培 - 小時 ) 的電池為例, EM-200 赤
道儀的消耗電流為「赤經驅動電流: 250 mA (at 12V) ,兩軸驅動時: 500
mA (at 12V ) 」;在兩軸驅動時消耗 500 mA (at 12V ) 的場合,可使用時
間為 12 AH / 500 mA = 24 H ,即 24 小時,可以用兩到三個晚上。通常主
要使用赤經驅動電流 ( 250 mA @ 12V) ,所以實際上可用時間更長許多。

操作溫度》過低溫常是影響到電池的電力, 而使赤道儀馬達不能運
轉的主要因素。而過高溫度下持續使用可能使馬達等電子機件過熱故障。

△EM-200 赤道儀

形式 2軸內藏,德式赤道儀
赤經微動 全齒輪式全周微動(減速比 180:1)
脈沖式馬達電動驅動(不可手動微調)
可切換高速驅動與常速驅動

赤緯微動 全齒輪式全周微動(減速比 180:1)
脈沖式馬達電動驅動(不可手動微調)
可切換高速驅動與常速驅動

水平方位微調 雙微調鈕,調整範圍:±15°
傾斜角微調 扭動式,調整範圍:高度0°~ 50°
刻度環 赤經:最小刻度:10分
赤緯:最小刻度:2°
*可以加接ASTRO SCALE 赤經赤緯數位顯示器
追蹤精確度 ±5"
搭載重量 約16Kg
本體重量 約25.5Kg(含6.5?Kg重錘2個)
極軸望遠鏡 內藏固定式,安裝精確度約2分
明視野照明附
*北極星刻度環(從1985對應到2030年的時間刻度標示)
*南極星八分儀座刻度環(半徑1度)
*水平,垂直基準十字線
*環形氣泡水平儀
附屬品 重錘(3.5Kg),工具(6mm,2.5mm六角扳手)
控制盒,12V電源(8個1.5V乾電池)

˙ EM-200 操作資料

恆星時驅動 石英震盪器,轉動誤差0.001\%(對恆星時)
附南半球逆轉開關
高速驅動 赤經增速方向2~16倍速(對恆星時)
赤經逆速方向2.2?~17倍速(對恆星時)
赤緯方向:±30秒角/sec~240秒角/sec
速度設定是在各方向皆為連續無分段設定的方
式,若要達16倍速,必須電壓達12 Volts
常速驅動 赤經增速方向:100\%~200\%連續無分段設定
赤經減速方向:90\%~5\%連續無分段設定
赤緯方向:±0~15秒角/sec連續無分段設定
電源電壓 規格:DC 12V
消耗電流 赤經驅動電流:250 mA (at 12V)
兩軸驅動時 :500 mA (at 12V )
操作溫度 -5~+30℃

□各部份的中英文名稱對照

赤經驅動按鈕
赤緯本體
赤緯驅動按鈕
南半球用逆轉開關
馬達驅動指示燈
控制盒的接頭端
控制盒的插頭
控制盒纜線
微調把手
極軸體赤經體
電池盒
電源指示燈
電源插孔
電源插頭
Altitude adjuster 傾斜角微調鈕
Altitude clamp 傾斜角扳手
Azimuth adjuster 水平方位微調鈕
Bubble level 環形氣泡水平儀
Control box 控制盒
Control panel 控制面板
Counter weight 重錘
Counter weight shaft 重錘棒
Counter weight shaft clamp 重錘棒扳手
DEC. MODE 赤緯方向切換開關
DEC. circle 赤緯刻度環
DEC. clamp 赤緯扳手
DEC. ↑↓ button 赤緯速度調整鈕
HIGH SPEED 高速驅動調整鈕
HIGH/NORMAL SPEED switch 馬達驅動速度切換開關
Local mean time scale 地方平均時標
Locking clamp 三腳快拆扳手
P. Light 極軸望遠鏡照明光度鈕
Polar telescope 極軸望遠鏡
Polar telescope cover 極軸望遠鏡前蓋
Polar telescope cover 極軸望遠鏡後蓋
Power cable 電源電纜線
Power switch 電源開關
R.A. DOWN button 赤經速度調整鈕減速用
R.A. MODE 赤經方向切換開關
R.A. UP button 赤經速度調整鈕增速用
R.A. circle 赤經刻度環
R.A. clamp 赤經扳手
Telescope tube 鏡筒
Tripod leg 三腳
Tripod locking screw 三腳架防止脫落螺絲
Tripod plate 三腳架台
Tube holder mounting plate 望遠鏡箍環載台


□ASTRO SCALE 赤經赤緯顯示器

ASTRO SCALE 是日本 PULSTEC 公司所產製的赤經赤緯顯示器,可以
不同的裝置介面適用於多種廠牌的赤道儀: 其中適用於高橋製的赤道儀機型
包括有 NJP 、 EM200 、 EM500 。 ASTRO SCALE 開機後 LED 座標顯示即會
以恆星時遞增, 此反應了地球自轉的星星周日運動狀況。當接上赤道儀赤經
馬達連動追蹤後,座標顯示值就會得到補償而保持不變。

赤經赤緯顯示器的原理是利用兩個圓形的軸結編碼器 (encoder) 分
別加裝在赤道儀的赤經和赤緯軸上, 將每一軸的轉動角以數位計數
(counting) 輸出,經內部電路設計將計數轉化為有意義的赤經赤緯值輸出至
終端的 LED 顯示器,就可以指示天體的正確位置供望遠鏡定位使用。一般此
類編碼器轉動一圈 360 度輸出 4096 或 8192 個計數;假設為 4096 個計數
,則其解析角為 360 °÷ 4096 = 6 分角 (arcmin) ,這就是此軸定位的精
度。 實際使用安裝 ASTRO SCALE 赤經赤緯顯示器於 NJP 赤道儀上供 C-14
望遠鏡使用, 經測試定位精確度符合 ASTRO SCALE 的理論值,約在 6 分角
。 一個焦距 1000mm 的長鏡頭 ( 或望遠鏡 ) 使用 135 單眼相機其視野為
2.3 °,可見 ASTRO SCALE 對一般以相機從事天文攝影而言,綽綽有餘。實
際使用時,一分鐘內就可以正確地找到一個目標,絕不誇張。

△使用程序

0. 赤道儀極軸必須儘量對準。

1. 望遠鏡置於赤道儀「東側」, ASTRO SCALE 切換至「 EAST 」
;移動望遠鏡兩軸方向,觀察 ASTRO SCALE 赤經赤緯值的變化是否正確。

(a) 移動望遠鏡赤緯方向,觀察 ASTRO SCALE 赤緯值的變化是否正
確。 如將望遠鏡由赤道方向移往北極方向 ( 赤緯方向 ) , 觀察 ASTRO
SCALE 所顯示之赤緯值,應為逐漸增加 ( 遞增 ) 。

(b) 移動望遠鏡赤經方向,觀察 ASTRO SCALE 赤經值的變化是否正
確。 如將望遠鏡由東向西移動,赤經值應為逐漸減少;而將望遠鏡由西向東
移,赤經值應為逐漸增加。

2. 準備一份全天亮星表 ( 如附表 ) ,選擇一顆已知座標的亮星導
入望遠鏡視野中心位置。請儘量用高倍或有十字線的目鏡來對準。

3. 設定 ASTRO SCALE 的赤經赤緯值為此導入亮星的赤經赤緯座標
值。

設定方法: 按住「 set 」直到赤經顯示的「 h 」值閃爍,表示可
以設定「 h 」,先同時按「 + up 」和「 - down 」歸零,再按「 + up 」
或「 - down 」設定正確的數值。

接著按住「 set 」直到赤經顯示的「 m 」值閃爍, 表示可以設定
「 m 」 ... 如此一一將赤經的時 (h) 、分 (m) 及赤緯的度 ( ° ) 、分
(') 設定完畢。最後按「 RET 」完成設定,即可以開始使用。

4. 移動望遠鏡至另一顆亮星,確認上述設定無誤。

5. 選擇較暗天體,如星雲或星團,做進一步確認。

6. 當所使用望遠鏡的方位變換時, 需做赤經方向的補償, 即切換
ASTRO SCALE 上 WEST - EAST 做「 12h 」十二小時差補償。

(a) 當望遠鏡在赤道儀「東側」使用時,選「 EAST 」。

(b) 當望遠鏡移至赤道儀「西側」使用時,切換至「 WEST 」。

7. 出現奇怪問題時,請關掉 ASTRO SCALE 電源再重新開啟。

8. 準備一份天體目錄,歸化所有天體位置到 epoch 2000 分點為準
, 並進位到 0.1m ( 赤經 ) 及分角 ( 赤緯 ) 以符合 ASTRO SCALE 適用的
格式。如台北市立天文台天文年鑑內的天體表格式便頗為適用。

9. 赤道儀保持恆星時追蹤狀態下,放鬆粗調,一次移動一軸之位置
,調至位置值符合後鎖緊。


10. ASTRO SCALE 於野外觀測時使用 2 號 AA 電池 4 顆 ( DC 6
V) 。注意長時間不用務必取出電池;以免電池漏液損及內部電子零件。一般
在固定的場所使用 DC 12 V 變壓器,⊙接點:內 + 外 - 。

11. ASTRO SCALE 擁有 RS-232 介面,可接駁電腦 ( 目前已提供接
駁 NEC 9801 電腦之軟體, 顯示望遠鏡目前指向座標於相對應的電腦星圖上
) 。

△ASTRO SCALE 面板說明

˙ 赤經 R.A.顯示

赤經時 h 顯示範圍: 0 ~ 24 。

赤經分 m 顯示範圍: 00.0 ~ 59.9 , 其誤差約為 0.1 赤經分,
即為 5 分角 ( 0.1 m x 60 arcmin /m = 6 arcmin) 。


˙ 赤緯 Dec. 顯示

赤緯度顯示 Degree ( ° ) : +/- 00 ~ +/- 90 。

赤緯分顯示 Arcmin (' ) : 00 ~ 59 ( 座標設定時 ) , 實際讀
數顯示為 0-5-10-15-...-55 之間隔,表示其誤差量約為 5 分角。


˙ 座標設定鍵

set : 座標重設 ( 自動顯示上次設定星的位置座標值 ) 。

+ up : 座標值增加。

- down : 座標值減少。

RET : 設定完成。

˙電源開關

ON - 開。

OFF - 關。

˙亮度顯示切換分為三段,

HIGH - 高亮度顯示模式。

( 中 ) 節電模式,不顯示任何值。

LOW - 夜間使用低亮度顯示模式 (nightvision)。

˙ 赤經方向12h補償

EAST - 當望遠鏡在赤道儀東側使用時,選 EAST 。

WEST - 當望遠鏡移至赤道儀西側使用時,切換至 WEST 。

˙ 編碼器插頭}

α - 赤經編碼器插頭。

δ - 赤緯編碼器插頭。

△全天亮星表 ( 英文名 - 中文名對照 )

Achernar 水委一 α Eri
Acrux 十字架二 α Cru
Aldebaran 畢宿五 α Tau
Altair 河鼓二 α Aql
Antares 心宿二 α Sco
Arcturus 大角 α Boo
Betelgeuse 參宿四 α Ori
Canopus 老人 α Car
Capella 五車二 α Aur
Deneb 天津四 α Cyg
Fomalhaut 北落師門 α PsA
Hadar 馬腹一 β Cen
Mimosa 十字架三 β Cru
Pollux 北河三 β Gem
Procyon 南河三 α CMi
Regulus 軒轅十四 α Leo
Rigel 參宿七 β Ori
Rigil Kent 南門二 α Cen
Sirius 天狼 α CMa
Spica 角宿一 α Vir
Vega 織女一 α Lyr

△全天亮星表 ( 中文名 - 英文名對照 )

1. 天狼 Sirius α CMa
2. 老人 Canopus α Car
3. 南門二 Rigil Kent α Cen
4. 大角 Arcturus α Boo
5. 織女一 Vega α Lyr
6. 參宿四 Betelgeuse α Ori
7. 五車二 Capella α Aur
8. 參宿七 Rigel β Ori
9. 南河三 Procyon α CMi
10. 水委一 Achernar α Eri
11. 馬腹一 Hadar β Cen
12. 河鼓二 Altair α Aql
13. 畢宿五 Aldebaran α Tau
14. 十字架二 Acrux α Cru
15. 心宿二 Antares α Sco
16. 角宿一 Spica α Vir
17. 北河三 Pollux β Gem
18. 北落師門 Fomalhaut α PsA
19. 十字架三 Mimosa β Cru
20. 天津四 Deneb α Cyg
21. 軒轅十四 Regulus α Leo

□參考文獻

黃衍蕃編著, 1986, 天文攝影入門, 香港萬里書店出版